研究稱螞蟻的定位導(dǎo)航能力或能啟發(fā)機(jī)器人及自動(dòng)車的設(shè)計(jì)

　　螞蟻在大多數(shù)人心目中以勤奮及團(tuán)隊(duì)合作著名，日前研究發(fā)現(xiàn)螞蟻驚人之處可不只是這樣，它們的定位導(dǎo)航能力遠(yuǎn)比人們想像的還更復(fù)雜，小小一只螞蟻所具備的識(shí)路能力比我們以為的還要強(qiáng)。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)不管螞蟻面朝哪個(gè)方向，都能處理分析所在方位并成功導(dǎo)航。

　　參與這項(xiàng)研究的科學(xué)家來(lái)自世界各地，其中包含了來(lái)自英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)，研究西班牙塞維爾(Sevilla)一群沙漠螞蟻在搬運(yùn)不同大小的食物時(shí)如何決定路線的研究團(tuán)隊(duì)。參與這項(xiàng)研究的 Antoine Wystrach 博士表示，他們發(fā)現(xiàn)螞蟻的定向能力受身體方向影響不大，就算改變它們當(dāng)下的身體方向也不影響保持行進(jìn)方向的能力。

　　數(shù)量龐大的螞蟻以社會(huì)化的組織型態(tài)共同居住在群落中，彼此之間的分工及溝通一直是科學(xué)家們感興趣的問(wèn)題。但其實(shí)不需要放眼整個(gè)螞蟻社會(huì)結(jié)構(gòu)，單獨(dú)一只小小的螞蟻就非常值得研究。蟻巢中的工蟻負(fù)責(zé)找到食物，并將食物帶回蟻巢儲(chǔ)存，因此常需要將食物從距離蟻巢很遠(yuǎn)的地方拖回來(lái)。

　　科學(xué)家在先前就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)螞蟻能夠利用太陽(yáng)位置及對(duì)周遭的視覺(jué)記憶定位回家的路線，但先前認(rèn)為這兩種方式是獨(dú)立的行為，且螞蟻需要面向行進(jìn)方向來(lái)進(jìn)行定位。但事實(shí)上螞蟻在搬運(yùn)較重的食物時(shí)會(huì)以倒退方式前進(jìn)，而最新研究結(jié)果顯示，螞蟻倒退時(shí)需要不時(shí)往回看以確認(rèn)周遭環(huán)境，然后再運(yùn)用所見(jiàn)資訊根據(jù)太陽(yáng)位置決定路線。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)借由這樣的方式，昆蟲不管面對(duì)哪個(gè)方向都能夠維持自己的回巢路線不至于偏離。

　　由于當(dāng)螞蟻在搬運(yùn)體積較小的食物時(shí)，它們是背著食物面對(duì)行進(jìn)方向，但在搬運(yùn)較大較重的食物時(shí)，它們就會(huì)轉(zhuǎn)而拖著食物并以倒退方式前進(jìn)。研究團(tuán)隊(duì)在螞蟻回巢的路線中設(shè)置凹陷障礙以制造單一路線的行進(jìn)方向，再分別讓螞蟻搬運(yùn)大片及小片餅干，接著觀察螞蟻如何找到回家的路。研究結(jié)果顯示，當(dāng)研究人員以鏡子誤導(dǎo)螞蟻對(duì)太陽(yáng)位置的判斷，螞蟻就會(huì)因此脫離正確的路線。

　　用太陽(yáng)位置判斷方向

　　在先前的研究中，科學(xué)家認(rèn)為螞蟻在向前行進(jìn)時(shí)，會(huì)將當(dāng)下所看到的景象與視覺(jué)記憶互相對(duì)照以找到正確的路。現(xiàn)在該研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)螞蟻改以倒退方式前進(jìn)時(shí)，它們會(huì)以太陽(yáng)的位置做為判斷方向的依據(jù)。螞蟻在倒退前進(jìn)時(shí)，為了要確保自己方向正確，會(huì)在一定的時(shí)間內(nèi)固定放下攜帶的貨物，轉(zhuǎn)向面對(duì)行進(jìn)方向確認(rèn)路線。在它們轉(zhuǎn)成正向時(shí)，就能觀察周遭環(huán)境以和先前記憶比對(duì)，并在迷路時(shí)重新調(diào)整方向。

　　這樣的研究結(jié)果顯示，螞蟻能夠處理外在環(huán)境空間與空間之間的相互關(guān)系，而非只能理解自身與當(dāng)下所處空間的相互關(guān)系。螞蟻的體型非常小，但頭腦卻意外復(fù)雜，它們對(duì)方位的掌握程度比人類想像還要復(fù)雜得多，在它們小小的腦中能夠?qū)⒉煌问降馁Y訊組合成完整的判斷依據(jù)，并依此做出行為表現(xiàn)。這樣的信息傳遞現(xiàn)象也就顯示螞蟻腦中不同形式的信息能夠在不同腦區(qū)協(xié)同作用。研究團(tuán)隊(duì)也表示，他們之后的研究方向可能朝向解開(kāi)螞蟻腦部不同區(qū)塊間的配合及相互作用，了解昆蟲如何結(jié)合不同的導(dǎo)航方式。

　　這項(xiàng)研究與來(lái)自英國(guó)林肯大學(xué)、澳洲國(guó)立大學(xué)以及法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心(CNRS)的科學(xué)家共同合作，研究成果日前已發(fā)布于科學(xué)期刊《Current Biology》。這些在螞蟻身上發(fā)現(xiàn)的既有彈性又強(qiáng)固的導(dǎo)航方式，啟發(fā)了新電腦運(yùn)算法則的研發(fā)，能一步一步導(dǎo)引機(jī)器人操作。

　　愛(ài)丁堡大學(xué)資訊學(xué)院教授 Barbara Webb 表示，螞蟻的腦雖然只有針頭那么大，但卻可以在許多困難的條件下成功找到正確路線，就連倒退走也不是問(wèn)題，它們的導(dǎo)航方式就像一臺(tái)自動(dòng)駕駛汽車。

　　研究螞蟻定位導(dǎo)航的行為模式能夠增進(jìn)我們對(duì)腦功能的了解，并且啟發(fā)我們以類似原理建構(gòu)機(jī)器人內(nèi)部系統(tǒng)。而科學(xué)家已經(jīng)能夠模擬螞蟻腦內(nèi)的神經(jīng)回路，或許能夠在未來(lái)幫助機(jī)器人，在森林之類的自然環(huán)境中也能定位導(dǎo)航。